Banca de QUALIFICAÇÃO: GISLANE PINHO DE OLIVEIRA
Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.DISCENTE : GISLANE PINHO DE OLIVEIRA
DATA : 27/06/2024
HORA: 10:00
LOCAL: remoto
TÍTULO:
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ENERGÉTICO DE DIFERENTES BIOMASSAS E SCREENING DE TRANSPORTADORES DE OXIGÊNIO DE BAIXO CUSTO COM POTENCIAL PARA APLICAÇÃO EM PROCESSO DE CHEMICAL LOOPING
PALAVRAS-CHAVES:
Chemical looping; minérios e rejeitos de mineração; iG-CLC; reator semi-contínuo; planta piloto contínua; biomassa
PÁGINAS: 170
RESUMO:
A tecnologia de chemical looping é reconhecida como uma abordagem energeticamente eficiente para capturar e armazenar CO2. A busca por transportadores sólidos de oxigênio (TSO) de baixo custo para serem usados no processo de chemical looping é motivada pela perda de TSO incorrida quando combustíveis sólidos são empregados. Por este motivo, esta pesquisa se concentra na caracterização e avaliação da reatividade de vários minérios e resíduos de mineração (Fe1, Fe2, Fe3, Mn, ReMn e ReNi) como TSO de baixo custo. Paralelamente, também objetiva caracterizar e selecionar uma biomassa adequada e com potencial energético para aplicação em processos de iG-CLC. As biomassas (BP, BLK e BRP) foram caracterizadas por análises imediata, elementar, termogravimétrica e pirólise flash analítica e determinação do poder calorífico. A composição química, identificação de fases cristalinas, resistência ao esmagamento e a taxa de atrição dos TSO foram determinadas. A reatividade dos TSOs foi avaliada em termobalança com CH4, H2 e CO a 900 °C e em um reator semi-contínuo de leito fluidizado (RLF) com os mesmos gases a 850, 900 e 950 °C. A performance do TSO selecionado com a biomassa selecionada em processo de iG-CLC também foi avaliada a 900 °C em RLF com variação da razão oxigênio-biomassa (O/C). A pesquisa finalizou com a avaliação da influência da temperatura do reator de combustível (TFR), do excesso de ar (λ) e da razão oxigênio-biomassa () na eficiência de captura de CO2 em processo de iG-CLC em planta piloto contínua de 0,5 kWh. As biomassas apresentaram alto poder calorífico (15-19 MJ/kg), alto teor de voláteis (45-74%) e carbono fixo (18-44%) e teor de cinzas entre 2 e 22%. BLK apresentou alto teor de enxofre (1,7%) enquanto BP e BRP apresentaram valores <0,8%. As biomassas apresentaram alto teor de compostos voláteis oxigenados (>50%) e nitrogenados (17-37%). Apenas BLK apresentou compostos voláteis sulfurados (7%). As cinzas das biomassas apresentaram alto teor de K e Ca, que podem atuar catalisando as reações de gasificação ou como agentes de slagging e fouling. Apenas as cinzas da BLK apresentaram alto teor de S. Os índices de slagging e fouling indicam que as biomassas apresentam tendência para desenvolver escória e/ou incrustação (BP<BRP<BLK). Dentre as biomassas avaliadas, BP apresentou-se como a mais indicada para ser usada no processo de iG-CLC, seguida da BRP e BLK. Todos os TSOs apresentaram boa taxa de atrito e resistência ao esmagamento, exceto Mn e por isso foi submetido à calcinação. Fe2, Fe3 e MnT1000 (Mn calcinado a 1000 °C) demonstraram atributos favoráveis: dureza adequada (>1 N), taxa mínima de atrição (<7%), boa capacidade de transporte de oxigênio (3,3%, 1,7% e 3,4%, respectivamente) e alta reatividade em termobalança. Também apresentaram excelente desempenho em RLF com CO e H2, sem aglomeração, boa taxa de reoxidação e vida útil variando de 3000, para Fe2 e Fe3, a 10500 h, para MnT1000. Notavelmente, devido ao excelente desempenho do MnT1000 com CO e H2, é um candidato promissor para aplicação em processo de iG-CLC. Os testes de iG-CLC em RLF indicam que uma razão O/C>30 promove combustão completa dos produtos da gasificação, enquanto valores 30>O/C>6 promovem a combustão incompleta com formação de CO, entre 6>OC>2 com formação de CO e H2 e OC<2 de CO, H2 e CH4. Em condições O/C<2 a fase hematita do MnT1000 reduziu a Fe0. Os testes de iG-CLC em planta contínua indicam que aumentar TFR ou diminuir aumenta a eficiência de captura de CO2 (>87%) e a eficiência de combustão (>85%) enquanto o excesso de oxigênio pouco influencia no processo. O MnT1000 não sofreu aglomeração nos testes de iG-CLC e apresentou alta performance.
MEMBROS DA BANCA:
Interna - 1979301 - RENATA MARTINS BRAGA
Externo à Instituição - IÑAKI ADÁNEZ RUBIO
Externo à Instituição - JUAN ADÁNEZ ELORZA